涡轮增压与自然吸气

苹果

嘿嘿嘿
注册
2002-05-30
消息
18,834
荣誉分数
0
声望点数
0
在汽车工业界汽车进气类型大致分为两类,即NA车和Turbo车。NA车即是 Natural Aspirator 自然进气汽车,Turbo车是使用涡轮增压进气的车型。而增压车型里又细分为Turbo增压和Super Charge也叫作Compresor机械增压。用进气形式为汽车分类非常合理,汽车引擎是内燃机的一种,内燃机的进气过程是能量产生的最关键步骤之一。
喜爱使用增压引擎的车厂多为日本和美国的车厂,欧洲人则比较少用增压车型。可是增压引擎却又是欧洲人发明的,这是本来用在飞机引擎的技术,是为了让飞机在高空氧气稀薄的环境飞行时让更多的氧分子流入引擎内部燃烧从而提高燃烧效率。原本是飞机制造商的瑞典申宝SAAB首先将这项技术运动到汽车引擎生产领域。这项革命式的进气风暴开始席卷整个汽车工业界。现在欧洲车厂很少使用涡轮进气引擎,只有申宝、大众、富豪还生产少数的涡轮引擎,申宝和富豪生产的都是低压涡轮大众也只有运用在奥迪TT上的是压力较大的涡轮,而且这些都是小排量的涡轮引擎,欧洲车厂已经不在生产大排量的涡轮引擎了。典型的例子是最新款的奥迪S4将不在沿用2.7排量的双涡轮引擎而改用一个排量更大达到4.2升的NA引擎。现在生产大排量涡轮引擎的只有日本和美国车厂了,最为专著的是日本车厂。欧洲车厂逐渐转向NA引擎是开始意识到NA引擎有更多的好处。同马力的NA车在动力上一定优胜过同马力的TURBO车,自然进气引擎最大的好处是马力随传随到而Turbo车必须要等到涡轮扇叶开始工作后才会做出更大的马力,如果扇叶小了则增压BAR数不够,扇叶大了涡轮迟滞严重难以操控,使用双涡轮则会增加整车重量和建立更复杂的机械结构。可知哪怕是10KG的重量在赛场上也是致命的数字。在这里顺便谈谈涡轮迟滞现象,涡轮迟滞也Turbo Leg,造成Turbo Leg的主要原因是涡轮扇叶在莫一个额定转速段突然开始工作造成的。以大家熟悉的宝来为例,这副引擎涡轮开始工作是1700转左右,增压BAR数为0.35BAR属低压涡轮。涡轮扇叶不大需要推动它在引擎1700转时已有足够的排气压力去推动它,即使开始工作也没有明显不同的感觉,随后涡轮带来的强大动力是随着引擎转速的提升一起提升的。我们再看看有明显涡轮迟滞的车型三菱的EVO系列,这副引擎Turbo的开启点在3200转左右,增压BAR数达到1.2BAR左右。在Turbo工作前这副引擎平平无力和一副2.0的NA引擎没什么两样,可当转速达到3200时强大的动力突如其来车子即刻好像脱缰的野马。因为高压Turbo的增压BAR数大涡轮的扇叶也大,引擎在低速时根本不够力量吹动它,在3200以下Turbo是不工作的,到了3200转扇叶突然开始工作马力激增。这就是涡轮迟滞。很多驾驶经验不够的人驾驶大Turbo车在过弯时经常会发生危险就是因为涡轮迟滞,当你驾车入弯时必会减档,减档后稍有不慎就会令到转速上升越过涡轮的开启点这时马力突然增加就会让车子甩尾失控。大马力的Turbo车多数是后轮车一旦甩尾将会很难操控。
NA车相对TURBO车还有一大好处就是引擎寿命更长和维修简便,NA车最为一种造车理念一直被两间车厂誓死沿用,这辆间车厂就是宝马和本田。最为世界NA引擎的顶级生产厂家他们都有自己在NA界顶尖的技术,本田当然就是使他赖以独步江湖的VTEC,二宝马则是VANOS。万变不离其宗都是可变气门的技术。这仿佛是NA界现在最好的出路。早在1989年本田就推出了至今然仍然领先的VTEC引擎,谛造出1升/100马力的神话。时至90年代末其它车厂才开始竞相研制可变气门的引擎,其中比较著名的是宝马的ValveTronicS和丰田的VVT-I。增大NA车马力的途径很简单只有ONE WAY可走就是增大进气量,但在增大进气量的同时而又不能损失扭力。在NA车的改装上只能使用更换凸轮轴、进气歧管和节气门体等手段,而TURBO车的改装手段则直接很多,只要更换更大的涡轮就能即刻增大马力,这也是很多马力狂热分子选择Turbo车的一大原因。
NA车一直是民用及竞技用车的主流,很多赛事都规定只有NA车能够参加也有很多NA/Turbo同场竞技的赛事。Turbo车在比赛中有很多致命弱点。在引擎长久及告诉工作状态下Turbo车的油温、水温和进气温度会极速攀升,引擎的负荷越来越大随着赛事的进行Turbo引擎的功率会随着时间下降。而NA车则收这方面的引擎不大,油温水温可以控制在比较适合引擎工作的范围之内,而进气温度则完全不收引擎工作时间影响。日常用车中NA/Turbo车也会遇到同样的问题,长途行车Turbo车的温度会很高,停车前必须让涡轮继续工作2-3分钟,从而使新鲜的空气进入涡轮和缸体令到扇叶降温,大家可能不会踩到涡轮扇叶转动的速度有多快,即使是宝来1.8T这样的低压涡轮转速都会超过10万转每分钟,可想而知它的温度会有多高。NA车则没有这样的麻烦。
最后说说DTM(德国房车赛)和JGTC(日本超级房车赛),DTM是NA车大斗法的天地,必须是NA车才能参加而且必须是排量为4000cc的V8引擎。赛车的最大马力在500匹左右,虽然是最具权威的赛事但本人觉得比较枯燥,因为参赛车型只有三种奔驰CLK、奥迪TT和欧宝VICTRA。相对DTM JGTC则有意思得多,多组的赛车在一起竞技,有NA也有TURBO。其中NA车的佼佼者是本田的NSX-R,TURBO车的佼佼者是日产的SKYLINE GT-R R34和丰田的SUPRA。其中最瞩目的S级别赛车最大马力都在500匹左右,这里是赛场上能见到大排量TURBO车不多的地方。相对大众的TURBO引擎日本车的大排量TURBO引擎的性能要高一些,日产R34使用2.5直6双涡轮引擎,最大马力潜能是1050匹,丰田SUPRA使用3.0 V6双涡轮引擎,最大马力潜能也有900多匹,丰田TOM’S GT-ONE使用V6 3.5双涡轮增压引擎,最大马力潜能更是达到1100匹。在最大马力上NA车的确无法与TURBO车相比,所以NA或是TURBO各有自己的优缺点,萝卜青菜各有所爱,各位DXs还是根据自己的喜好和用途选择NA或是TURBO。
 
还有supra用的是直6,V6是很难达到1000匹的。
 
turbo leg涡轮腿比较搞笑,作者英文不太好:p 应该是turbo lag
机械增压?你的意思是supercharger吧,那个的低转速马力输出比turbo好,但是据说后期马力不如turbo
那个玩意比turbo复杂太多,很少有人用
 
转帖,原文中图已经丢了

一.前言:(?什?工程?想用turbo呢?)

嗯,在嘱??引擎之前,如果,大伙?不清楚引擎的哕弈方式,可以??地回?

一下四行程引擎哕弈原理^_^,我想你?办?凡是Otto-cycle的哕弈都一定?

不了那四肺哕弈方式,而要如何作出更高效率或更高性能的引擎韵?呢?

除了物理?上必然的先天限制外(?力?第二定律)-人?不可能作出比Canot-cycle

更高效率的?械韵?,那如何在四蓄程引擎韵?上得到更高性能的?出呢?

很不幸的,以物理的眼光?看,只有"再浪偻更多陪更多的能量"了:~

咄?->?矿->?力->排?....如此的循?下去,工程?能作的改良,其?,

真破了也是??呃四?cycle作更有效的改善,而最多人去改善的就是其中的

"咄?"呃?步笈,因?它的效益最?明锢!

例如:可??樵的韵?,??是BMW的VANOS或Honda的VTEC(SOHC)它?都是在咄?

的凸?萦上下功夫,想引咄更多?篦,?油?的混合空?能更多或更快速的交?,以

哌到更高性能的?出;同?的Turbo引擎的办展目的也是如此!它?都想引咄更多更多

的空?!而Mitsubishi的GDI韵??是?咄?歧管陪?矿的活塞钷,甚至於是?油钷

位置陪?力的整整,目的也是想咄一步改善引擎爆炸燃?的效率........

今天我?就??Turbo引擎?介铰一下它韵?的基本原理^_^


??增?:


二.Turbo的原理:

??增?原理就是利用引擎哕弈?所排出?的??,用???弈???增?器

中的排??弈子(Turbine-上?中的右?部份),而排??弈子陪咄??弈子(Compressor)

是同萦?室(你可以想成是:?者在同一"棒子"的不同??),?Turbine弈子哌到

一定弈速?(俭12000rpm左右)它??另一?的Compressor(?上的左?部份),使

Compressor弈子引咄外?的新躜空?,?咿?矿倒入咄?歧管?,所以?,Turbo?

的咄?是非自然方式,是?咿"吸咄?,再?矿"所以空??力是大於大??力的,

也就是如此,真比一比Turbo陪可??樵,呃不太公平喔:)

三.胗之而?的?铨陪改咄之道:

1.高?陪高?:

??增?由於是超高弈速地哕弈萦承,所以,胗之而?的高?排除或增?咿度的??

就很重要很重要了!目前常用的就是?油?入??滑陪冷?萦承,也有用水冷式的.

而咿高的增??引擎的?矿行程陪?力(爆炸)行程办生??造成?害,所以,有?

械式地用空??力作?檫晷或?子式地用?呢直接控制?放?力的?作.

2.Intercooler:

我?都知道空?被?矿?,?度?升高,而蒉高?的?篦其密度蒉低,含氧量?少,

燃?的效率降低!所以啦,冷?空??度就必?著手改善啦....

大部份的Turbo引擎(turbocharge或supercharge)都有配?中殓冷?器(intercooler)

它有直接散?或水冷式的韵?,使?咿intercooler後的空?密度蒉大,含氧量增加,

可改善燃?效率.

3.Turbo-lag:

?什?用剪字呢?因?呃是turbo引擎很膣去避免的?铨-??唪?效?!

turbolag是指在重踩油樵?,到?肴增?的?殓差陪突如其?的?力?出!

因?,由平常的引擎哕弈,在突然大踩油樵到?肴turbo作??,是?要?咿短短?殓差

的,也杂是0.5秒....,但是,直接?斤覃?人的感受是不太舒服的,怪怪的....

想想它办生的原因,就不膣办?呃是turbo引擎必?面?的?铨,唯有的就是蓖量去?

少或降低turbo-lag的效?,如:1.?少turbine陪compressor的弈??性,就是?成蒉

小的弈子,即使是?成??蒉小的弈子,整?弈??性?是蒉低的,所以有twin-turbo

或bi-turbo的韵?出?;2.整降???力,如Saab,Volvo有生?低增?turbo,而缺?是

褚力增加太少;3.使用密度蒉蒺的增?器(目的同第1?,?少弈??量),如:陶瓷??

增?快.耐磨.耐高?(>1500C),缺?是易脆....etc.

四.Turbocharge vs. Supercharge之比蒉:

1.Turbocharge是??增?,它是利用引擎???流?推?弈子叁?,以吸咄大量新躜空

?送入咄?歧管....(如上面真的就是指turbocharge)

2.Supercharge是蒉早以前的增?方式-叫?械增?,

supercharge的弈子叁片是直接以皮??由引擎曲萦??,也因此,引擎只要一办?

就有增?效果,so它也因此而蒉消耗部分的引擎?力...

基本上turbocharge跟supercharge都是用增加空?的效果而?增加?力!however,

?者??方式不同,而各有利弊...so它?也都各有新的解?之道....

如turbocharge因??弈子叁片?,有一??殓差,呃就是有名的turbo lag(如上述)

而supercharge目前已蒉少使用啦,however,那著名的Benz SLK就使用?械增?啦,

而改善的方法是多了一??磁偶合檫晷(滕合器),在一定弈速以下那皮?是不?去

推?到弈子叁片地,so就以呃檫晷?解??靳的"??"增?方式...... ^_^

五.有?Turbo差在那?...



呃是沛款911的自然咄?引擎陪??增?引擎的?力曲??,一?是3600c.c.

一?是247ps@6100rpm另一??是355ps@5500rpm喔!即使自然咄?引擎利用可?

?樵或??咄?歧管樘度.....效果都哞不如turbo?的直接而有力!



--------------------------------------------------------------------------------



六.Turbo引擎在量?房?市?上的哕用:

在市?上有turbo的?子?姓多的呢!但有的一?是2.0升?什?有的有160hp,有的

竟多哌240hp呢?因?它?的增?值不同,有的是蒺增?(俭0.4-0.6bar),如:Audi A4,

VW new Passat.....有的高增?到1.1bar以上,分析其中原因可能看出?turbo?是

?汽?上性能要求,分不同等??哌到;有的是用低增?turbo?增加它低弈速?褚力,

陪扭力的不足;而中增?turbo可以兼?高弈速?的褚力提升陪低弈速???扭力..;

而高增?的turbo就??性能迷,??低弈速,高弈速,再加速的褚力陪扭力的?出都

有大排?量自然咄??的性能,例如:Audi A4,Saab 9000,Volvo S70 T5分?是不通

增?值的代表作,不同的灾求用不同的turbo,?足消偻者多?的要求^_^

七.Turbo?的保鹇:

有人真Turbo?檫?4或5年就差不多???了........

以前turbo?有延唪晷避引擎哕弈以??的韵?,使的不少?聒英年早逝,?在?乎都

有呃?的韵?了,所以,?一般turbo?主最重要的是"常?引擎?油",要享受?聒檫turbo

镪起?的推背感,呃?地照?它是很重要的!一?是使?器保持蒉好的_?r,再者可以

延樘??的使用?命.那到底多久呢?嗯,汽?手?上一定??,不咿是建阻在4000km

就??要去??油,至少5000km一定要去?一次,且要啉?自己??唔合的黏度??

的?油.

edit by voliron Chou '97.11.14
 
最初由 开心*雷神 发布
那S6怎么是 4.2 俩T呢?

因为V 的引擎的排气是左边一个exhaust 出口, 右边一个exhaust 出口,所以左边一个turbo, 右边也一个turbo就twin turbo喽
single turbo的话就是把exhaust combine起来装一个turbo
 
后退
顶部